时间敏感型网络：为具有多种网络流量的IIoT环境配置的解决方案

2017-10-12 09:54

基本的 TSN 配置过程：它是什么样子的

要想配置网络，就必须确定并激活必要的 TSN 机制。发送设备或”送话器“公布它所希望发送的数据流的有关信息，其中包括各种识别特征，例如：流组播媒体访问控制（MAC）地址和服务类型优先级。称为”受话器“的终端设备若对数据流感兴趣，便可在上述信息的帮助下，注册并接收该数据流的相关数据包。需要配置哪些 TSN 机制取决于有待发送的数据流的要求，以及传输路径上所有以太网交换机的功能。

TSN的组件：设计人员需要什么才能够打造出一个成功的网络

TSN 为基于以太网的数据通信增添了一定水平的确定性，甚至能够满足现代控制网络的最高要求。TSN 拥有各种强大的组件，正是它们使得 TSN 能够在工业应用中大获成功：

1.时间感知调度器：根据 IEEE 802.1Qbv 的要求，TSN 的核心组件之一”时间感知调度器（TAS）“引入了一种可能性，即基于服务类型（CoS）优先级和传输时间来调度常规以太网帧的数据传输。它可以保证在界定的时间点进行数据的转发和交付。

TAS 将时间分成等长的离散片段，称为周期，这样就能够按照实时的要求为数据包的传输提供专门的时隙。

2.尽力而为（Best Effort）以太网流量：在 TAS 的辅助下，我们可以暂时中断常规尽力而为以太网流量的传输，以便在为高优先级流量保留的时隙内转发时间敏感型数据流量。TAS 允许对常规尽力而为数据流量的周期性实时数据进行优先级排序，以便只有实时数据包才能够在为高优先级流量保留的时隙内访问网络媒体。

TAS 利用以太网报头的虚拟局域网标签中的服务类型优先级来区分高优先级流量和后台流量。

3.门控列表：门控列表确定在周期内的特定时间点允许发送哪个流量队列。该组件可以显示特定条目将处于活动状态的时间长度，它是 TAS 的重要组成部分，可以在每台网络设备的每个端口上进行配置。

4.隐式保护带：该保护带与 TAS 一起引入，它能够在传输门关闭之前将数据包的传输抑制最大尺寸以太网帧的持续时间，并防止传输可能侵入后续时隙从而破坏实时保证的尽力而为以太网帧。当使用存储-转发切换功能时，我们可以先考虑准备传输的数据包的长度，然后再决定是否在传输门关闭之前开始发送。

5.精确时间协议：时间同步对于 TSN 网络来说是一项强制性的要求。所有网络设备如果没有对时间的统一理解，TAS 等调度机制就无法发挥作用，因为时隙也需要同步。TSN 可以利用任何方法进行时间同步，但是根据 IEEE 1588 的要求，精确时间协议是自动化网络分发时间的推荐解决方案。